|
|
|
Een sneeuwkanon is een toestel waarmee kunstmatige sneeuw of cultuursneeuw kan worden aangemaakt. Sneeuwkanonnen worden onder meer gebruikt op skipistes, wanneer de natuurlijke sneeuwval uitblijft of onvoldoende is. Het spreekt vanzelf dat dit alleen zin heeft als de temperatuur
om en nabij het vriespunt ligt, sommige kanonnen kunnen ook bij positieve temperaturen tot +4°C sneeuw produceren. De sneeuw blijft stabiel tot +5°C en zelfs bij hogere temperaturen wordt hij slechts langzaam slechter van kwaliteit. Het gebruik van sneeuwkanonnen is omstreden vanwege
de milieuaspecten: het energieverbruik, het waterverbruik en de afkoeling van de ondergrond waardoor het groeiseizoen ter plekke enkele weken verkort wordt. |
| |
 |
| Sneeuwkanon in werking |
|
|
 |
| Mobiele sneeuwkanon |
|
|
 |
| Sneeuwlans in werking |
|
| |
| Soorten sneeuwkanonnen |
| |
Het propellerkanon en de sneeuwlans, de apparaten die het meest worden gebruikt in skigebieden, evenals het persluchtkanon imiteren de natuurlijke vorming van sneeuw, waarin kleine waterdruppels langzaam kristalliseren en zo de karakteristieke vorm van sneeuwkristallen kunnen vormen.
De waterdruppels die uit de apparaten komen, verdampen gedeeltelijk in de droge winterlucht, waardoor ze afkoelen. Zodra het vriespunt is bereikt, kristalliseren ze op de kristallisatiekernen. Hoe droger de omgevingslucht is, hoe beter het koelproces werkt en hoe effectiever de apparaten werken. Het koeleffect ontstaat door de uitzetting van perslucht. |
| |
| Sneeuwlans |
| Sneeuwlansen bestaan uit een tot 14 meter lange, verticale of schuine aluminium buis. Aan de bovenkant bevinden zich water- en lucht- of kiemsproeiers. Perslucht wordt in het water geblazen terwijl het uit het watermondstuk komt. De lucht zet uit en koelt af, waardoor ijskernen ontstaan waar het vernevelde water kristalliseert. Vanwege de hoogte en de langzame daalsnelheid is er voldoende tijd voor dit proces. Een sneeuwlans maakt ongeveer 0,7 m³ sneeuw per uur. De apparaten hebben een relatief laag vermogen, een klein bereik en een grotere gevoeligheid voor wind. Voordelen ten opzichte van propellerkanonnen zijn lagere investeringen (alleen leidingsysteem met lucht- en wateraansluiting, centraal compressorstation), laag geluidsniveau, half energieverbruik per hoeveelheid sneeuw. Ze zijn onderhoudsarm en slijtvast. |
| |
| Drukluchtkanon |
| Uit een mondstuk komt een water-gecomprimeerd luchtmengsel met een druk van 5-10 bar. Wanneer het uitzet tot normale druk, koelt het lucht-watermengsel af, zodat de waterdruppels kunnen bevriezen. Persluchtkanonnen leveren relatief goede sneeuwprestaties in het grenstemperatuurbereik rond 0 °C. Ze hebben een hoog energieverbruik voor luchtcompressie om koude te produceren. Het proces heeft een lage gevoeligheid voor wind. Het geluidsvermogen van luchtkanonnen is hoog vergeleken met andere methoden. |
| |
| Ventilatorkanon |
| Het centrale element is een ventilator of een turbocompressor die een sterke luchtstroom in een leiding creëert. Het mondstuksamenstel met meestal meerdere ringen bevindt zich rond de buisuitlaat. Aan de buitenkant bevinden zich meestal mengsproeiers voor water en perslucht, deze produceren kleine ijskristallen als kristallisatiekernen. De binnenste sproeiers spuiten water. De perslucht wordt in het apparaat gegenereerd met behulp van een compressor. Het koeleffect is het resultaat van de uitzetting van de lucht uit de ventilator en de perslucht, evenals van de verdampingskoeling. |
| |
| De hoeveelheid waterdruppels moet worden aangepast aan de weersomstandigheden zoals temperatuur en vochtigheid en de werpafstand om optimale eigenschappen van de technische sneeuw te bereiken. Het propellerkanon kan in grote eenheden worden geproduceerd, heeft een overeenkomstig hoog geluidsniveau en wordt stationair of mobiel gebruikt. |
| |
| Eigenschappen van kunstmatig geproduceerde sneeuw |
| |
| |
De eigenschappen van sneeuw hangen grotendeels af van de vorm van de sneeuwkristallen, de temperatuur en het vloeibare watergehalte.
De vorm van de kristallen wordt bepaald door de meteorologische omgevingsomstandigheden tijdens kristallisatie, zowel natuurlijke als kunstmatige sneeuw. De omgevingsomstandigheden omvatten voornamelijk temperatuur en vochtigheid, maar ook luchtdruk. |
| |
| Kunstmatige verschilt qua structuur (30-350 micrometer, bolvorm) aanzienlijk van verse sneeuw (50-100 micrometer, zeshoekige vormen). Afhankelijk van de externe omstandigheden bedraagt de dichtheid van kunstmatig geproduceerde sneeuw 300-500 kg/m³, natuurlijke sneeuw: 10-80 kg/m³. Deze verschillen betekenen dat het albedo (reflectiviteit) lager is dan die van natuurlijke sneeuw en dat de thermische geleidbaarheid van de technisch geproduceerde sneeuwbedekking hoger is. Onmiddellijk na het maken van sneeuw kunnen waterinsluitsels in de ijsbolletjes worden waargenomen. |
| |
| Kunstsneeuw verschilt qua vorm van natuurlijke sneeuw doordat natuurlijke sneeuw ontstaat wanneer er sprake is van oververzadiging van waterdamp, bij een lagere luchtdruk en veel langzamer. Kunstsneeuw wordt gekenmerkt door een hogere hittebestendigheid, hogere dichtheid, gecombineerd met een compactere en hardere textuur. Technische sneeuw smelt langzamer dan natuurlijke sneeuw en vormt minder snel bulten. |
| |
| Soms voegt men een bacterie toe, bacteriekanker (Pseudomonas syringae (soort 31 R)), die ook natuurlijk voorkomt in bepaalde waters en op sommige planten maar waarvan sommige soorten pathogeen voor planten kunnen zijn, om de kernvorming van de sneeuw te verbeteren. Deze ongevaarlijke bacterie doet water van meer dan 0 °C bevriezen. |
| |
| |
Niet alleen de luchttemperatuur speelt een rol bij het maken van sneeuw, maar ook de relatieve luchtvochtigheid. De natteboltemperatuur beschrijft de maximale koeling, b.v. B. een water-lucht-aerosol als gevolg van verdampingskoeling. Deze wordt beïnvloed door de luchttemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid en ligt altijd onder de oorspronkelijke temperatuur als de relatieve luchtvochtigheid <100% is. Hoe vochtiger de lucht is,
hoe minder vocht deze kan opnemen. Dit betekent dat wanneer de luchtvochtigheid hoger is, lagere temperaturen nodig zijn zodat waterdruppels kunnen bevriezen. |
| |
| Bij 0 °C treedt op bij 90% rel. Vochtigheid een natteboltemperatuur van −0,6 °C en 30% relatief. Vochtigheid zorgt voor een natteboltemperatuur van −4,3 °C. Bij +2 °C wordt een natteboltemperatuur van −2,8 °C bereikt met een luchtvochtigheid van 30% |
| |
| Wanneer de luchtvochtigheid laag is, werkt sneeuwkanonnen uitsluitend door middel van verdampingskoeling, zelfs bij iets hogere temperaturen als de luchtvochtigheid hoog is, zijn negatieve temperaturen noodzakelijk. Voor economisch verantwoorde sneeuwkanonnen wordt een natteboltemperatuur van −2,5 tot −2 °C als de bovengrens beschouwd |
| |
| Geschiedenis van het sneeuwkanon |
| |
| De Japanse natuurkundige Ukichiro Nakaya (1900-1962) creëerde de eerste kunstmatige sneeuwvlokken. Hij begon zijn onderzoek naar sneeuwkristallen in de jaren dertig aan de Hokkaidō Universiteit, die in de winter rijk was aan natuurlijke sneeuw. Nadat hij meer dan drieduizend foto's had gemaakt, classificeerde hij natuurlijke sneeuwkristallen en analyseerde hun relatie met weersomstandigheden. In 1936 slaagde hij erin in het laboratorium een kunstmatige sneeuwvlok te produceren. |
| |
| Toen we rond 1940 in Californië ventilatoren gebruikten om de boomgaarden water te geven om ze tegen vorst te beschermen, merkten we per ongeluk – het was een geval van serendipiteit – sneeuw op. Het sneeuwkanon werd in de jaren vijftig uitgevonden in de Verenigde Staten in de regio Laurentides. Het eerste gebruik van kunstsneeuw vond plaats in een resort ten noorden van New York. |
| |
| In Europa was het Zwitserland dat in 1963 de eerste sneeuwkanonnen in Le Chalet-à-Gobet, op de hoogten van Lausanne in gebruik nam. Later in het winterseizoen wordt het resort Château-d'Oex de tweede plaats in Europa uitgerust met sneeuwkanonnen. Halverwege de jaren zestig importeerde CAF Autun de eerste sneeuwkanonnen naar Frankrijk voor het resort Haut-Folin in het Morvan-massief. |
| |
| In het sneeuwstadion Champ-de-Feu in de Vogezen werd in 1963 de eerste installatie van dit type in Frankrijk ingehuldigd. Flaine was het eerste grote resort dat in 1973 werd uitgerust om 14 hectare sneeuw te bedekken. In 1985 waren 35 Franse stations uitgerust en was 150 ha bedekt met sneeuw. In 2010 was tweederde van de 293 Franse resorts uitgerust, wat neerkomt op 5.300 ha, of ongeveer 20% van de oppervlakte van de pistes (25.000 ha) vergeleken met andere Alpenlanden: de Dolomietenresorts waren voor 80% uitgerust en sommige Italiaanse resorts waren voor 80% uitgerust. skigebieden op 100%, de Verenigde Staten op ruim 85%, Oostenrijk op 60% en Zwitserland op 36%4. |
| |
| Ecologische problemen |
| |
| Naast het lawaai voor de lokale bewoners en wilde dieren, is kunstsneeuwproductie door sneeuwkanonnen een bron van milieuschade. |
| |
| Bovendien moet het onttrekken van water in de winter, wanneer de bergrivieren laag staan en wanneer de neerslag in de vorm van sneeuw valt, worden vermeden. Het is daarom noodzakelijk het water te transporteren of het vooraf ter plaatse te laten opslaan in kunstmatige bassins, momenteel de bron van 60% van de kunstmatige sneeuwmonsters. De noodzakelijke opslagfaciliteiten transformeren het landschap en het ecosysteem: aanleg van reservoirs, kleine dammen, enz. en de levering kan kostbaar zijn in termen van energie. |
| |
| Bij deze energiekosten komen nog de kosten voor de productie van de sneeuw zelf, gemiddeld zo'n 4 kWh per kubieke meter sneeuw, wat bijvoorbeeld neerkomt op een totale energiekost van 2 GWh per jaar in Zweden. |
| |
| Aan de andere kant is er geen sprake van vervuiling zolang er geen hulpstof wordt gebruikt. In Frankrijk zijn alle stations al enkele jaren gestopt met het gebruik van hulpstoffen. De sneeuw gemaakt door sneeuwkanonnen, 50 keer harder en 4 keer dichter dan natuurlijke sneeuw, heeft echter de neiging de grond die ermee bedekt waterdicht te maken en vergemakkelijkt geulvorming en erosie. Het verdwijnt langzamer en verschilt ook van de seizoensgebondenheid van het smelten, die nu later optreedt voor skipistes die ermee zijn uitgerust. |
| |
| Volgens de organisatie Mountain Wilderness werd in Frankrijk in het seizoen 1999/2000 tien miljoen kubieke meter water gebruikt om kunstsneeuw te maken, twaalf miljoen in het seizoen 2003/2004 en dertien miljoen in het seizoen 2004/2005. 55% van dit water werd geleverd door heuvelreservaten, 30% door rivieren en 15% door het drinkwaternetwerk. |
| |
|
|
|
|
|
|
